Theo Scitech Daily, các nhà khoa học đã mô phỏng sự chuyển đổi cấu trúc protein đột biến (S spike - protein gai) của SARS-CoV-2 từ khi nó phát hiện vật chủ đến thời điểm xâm nhập và tấn công tế bào. Nghiên cứu được công bố ngày 31/8 trên tạp chí eLife.

Nhờ bản mô phỏng, nhóm tác giả phát hiện các phân tử đường trên protein đột biến kích hoạt một dạng cấu trúc. Họ cho rằng đây có thể là “chìa khóa” để SARS-CoV-2 xâm nhập tế bào.

Do đó, nếu phá vỡ được cấu trúc này, chúng ta có thể tiêu diệt được SARS-CoV-2, mở ra cách phòng, chống dịch mới.

Phân tử đường trong protein tăng đột biến của SARS-CoV-2 được gọi là glycans. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện hàng nghìn mô phỏng khác nhau để xác định vai trò của glycans trong giai đoạn hợp nhất màng của tế bào virus và tế bào người.

SARS-CoV-2 sử dụng protein đột biến của nó để tương thích với tế bào chủ

Các mô phỏng cho thấy vào thời điểm màng virus và tế bào hợp nhất, glycans tạo thành “lồng nhốt” đầu của S2, khiến nó bị “đóng băng” tạm ở dạng trung gian khi tách khỏi S1.

Điều này giúp S2 thu hút hàng loạt tế bào vật chủ và tìm cách “tẩy não”, hợp nhất chúng với màng tế bào của virus. Quá trình glycosyl hóa S2 làm tăng đáng kể peptit dung hợp.

Theo PGS Paul C. Whitford, Đại học Northeastern, Boston, Mỹ, đồng tác giả nghiên cứu, nếu không có glycans, hạt virus không thể xâm nhập được vào vật chủ.

"Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy đường có thể kiểm soát sự lây nhiễm như thế nào và nó cung cấp nền tảng để điều tra thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng đến động lực của mầm bệnh lây lan và chết người này", PGS Paul C. Whitford nói.

Do đó, họ tin rằng việc phá vỡ phân tử đường glycans có thể giúp kiểm soát sự lây nhiễm và tiêu diệt con đường lây lan của SARS-CoV-2. Từ đó, giúp giảm tỷ lệ lây nhiễm, sớm đẩy lùi đại dịch.

Ông Paul đặt kỳ vọng rất lớn vào phát hiện mới này. Họ đang tìm cách mở rộng đề tài để ứng dụng nó vào thực tế.

Điều quan trọng để tái tạo vòng đời của SARS-CoV-2 là khả năng gắn vào tế bào vật chủ và truyền vật liệu di truyền. Tất cả quá trình này được thực hiện thông qua protein đột biến của SARS-CoV-2 với 3 thành phần riêng biệt. Đó là một bó xuyên màng có chức năng giữ gai của virus và hai tiểu đơn vị S (S1, S2) ở bên ngoài vỏ.

Để lây nhiễm vào tế bào người, tiểu đơn vị S1 liên kết với phân tử ACE2 trên bề mặt tế bào người. Trong khi đó, tiểu đơn vị S2 tách ra và hợp nhất màng tế bào virus với màng tế bào người.

Quá trình này đã được tìm hiểu, tuy nhiên, trình tự của từng bước vẫn là ẩn số với giới nghiên cứu. Do đó, nhóm tác giả cho rằng nếu hiểu rõ các chuyển động ở cấp độ micro giây và nguyên tử của các cấu trúc protein tái tổ hợp, chúng ta sẽ đánh bại được SARS-CoV-2.

“Hầu hết phương pháp điều trị và vắc xin COVID-19 hiện nay đều tập trung vào nhận dạng ACE2. Tuy nhiên, chúng tôi đề xuất chiến lược thay thế đó là nhắm vào sự thay đổi cấu trúc, giai đoạn giúp virus kết hợp với tế bào chủ là con người”, GS vật lý José N. Onuchic, Đại học Rice, Houson, Mỹ, đồng tác giả, cho hay.

Dẫu vậy, việc khảo sát các cấu trúc trung gian ngoài thực nghiệm rất khó khăn. Vì vậy, họ đã mô phỏng lại sự chuyển đổi cấu trúc protein đột biến của SARS-CoV-2 bằng máy tính.